第11章 圓柱齒輪傳動的互換性及檢測

第11章圓柱齒輪傳動的互換性及檢測本節(jié)重點內(nèi)容：

明確齒輪傳動的四項基本要求理解單個齒輪14項偏差及齒厚偏差的代號、含義和對齒輪工作性能的影響了解上述偏差常用的檢測方法11.1概述一、對齒輪傳動的使用要求1.傳遞運動的準確性

要求從動輪和主動輪運動協(xié)調(diào)，限制齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比的變化幅度。舉例：讀數(shù)裝置和分度機構(gòu)的齒輪2.傳遞運動的平穩(wěn)性

要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)多次重復(fù)的瞬時傳動比的變化盡量小，以減小齒輪傳動中的沖擊、振動和噪聲，保證傳動平穩(wěn)。舉例：汽車和拖拉機變速齒輪、機床變速箱中的齒輪一、對齒輪傳動的使用要求3.載荷分布的均勻性

要求傳動時工作齒面接觸良好，在全齒寬上承載均勻，避免載荷集中于局部區(qū)域引起過早磨損，以提高齒輪的使用壽命。舉例：低速重載齒輪，如起重機械、重型機械一、對齒輪傳動的使用要求4.合理的齒側(cè)間隙

要求齒輪副的非工作齒面要有一定的側(cè)隙，用以補償齒輪的制造誤差、安裝誤差和熱變形，從而防止齒輪傳動發(fā)生卡死現(xiàn)象；還可用于存儲潤滑油，以保證良好的潤滑。舉例：高速重載下工作的齒輪，如汽輪機減速器齒輪一、對齒輪傳動的使用要求漸開線的形成：當(dāng)一直線n-n沿一個圓的圓周作純滾動時，直線上任一點K的軌跡基圓漸開線AK展角發(fā)生線漸開線的形成齒輪的加工方法成形法展成法二、齒輪的主要加工誤差滾齒機加工齒輪

幾何偏心誤差運動偏心誤差機床傳動鏈周期誤差。分度蝸桿有安裝偏心和軸向竄動兩種，使蝸輪（齒坯）轉(zhuǎn)速不均勻，加工出的齒輪有齒距偏差和齒形誤差兩種。滾刀的制造誤差和安裝誤差齒坯本身的誤差二、齒輪的主要加工誤差1.產(chǎn)生誤差的原因：2.齒輪加工誤差分類：

長周期誤差和短周期誤差齒輪回轉(zhuǎn)一周出現(xiàn)一次的周期誤差稱為長周期誤差。長周期誤差主要由幾何偏心和運動偏心產(chǎn)生。

長周期誤差主要影響齒輪傳動的準確性，當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，也影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。

齒輪轉(zhuǎn)動一個齒距中出現(xiàn)一次或多次的周期性誤差稱為短周期誤差。短周期誤差主要由機床傳動鏈和滾刀制造誤差與安裝誤差產(chǎn)生的，短周期誤差主要影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。2.齒輪加工誤差分類：

徑向誤差、切向誤差、軸向誤差誤差方向具有徑向誤差的齒輪具有切向誤差的齒輪第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

一、影響齒輪傳動準確性的主要誤差及檢測11.2圓柱齒輪的誤差評定參數(shù)及檢測1．切向綜合誤差2．齒距累積誤差、k個齒距累積誤差3．齒圈徑向跳動

4．切向綜合誤差5．公法線長度變動1．切向綜合誤差被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合檢驗時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值，以分度圓弧長計值。切向綜合誤差的檢測單嚙儀的原理圖1-被測齒輪；2-測量齒輪；3、4-摩擦圓盤第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

2．齒距累積誤差、K個齒距累積誤差（1）單個齒距偏差

單個齒距偏差和累積偏差齒距累積誤差△FP2．齒距累積誤差△FP

、K個齒距累積誤差用齒距儀測量齒距累積總偏差1、3-定位量腳2-指示表4-活動量腳5-固定量腳齒距累積總偏差的檢測3.齒圈徑向跳動

齒圈徑向跳動

指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

4.徑向綜合誤差

徑向綜合誤差是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。齒輪徑向綜合總偏差的檢測第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

5.公法線長度變動

公法線長度變動

公法線長度變動是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實際公法線長度的最大值與最小值之差。公法線長度的測量

公法線千分尺第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

1．一齒切向綜合誤差2．一齒徑向綜合誤差3．齒形誤差

4．基節(jié)偏差5．齒距偏差6．螺旋線波度誤差二、影響傳動平穩(wěn)性的主要誤差項目及檢測1．一齒切向綜合誤差單嚙儀的原理圖1-被測齒輪；2-測量齒輪；3、4-摩擦圓盤切向綜合誤曲線

指被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一齒距角內(nèi)，實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值。2．一齒徑向綜合誤差

指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。齒輪徑向綜合總偏差的檢測3．齒形誤差

指在端截面上，齒形工作部分內(nèi)，包容實際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計齒形間的法向距離齒形誤差設(shè)計齒形4．基節(jié)偏差

實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差稱為基節(jié)偏差；實際基節(jié)是指基圓柱切平面所截兩相鄰?fù)瑐?cè)齒面的交線之間的法向距離?；?jié)偏差

基節(jié)儀的工作原理圖1-支持爪2-固定測頭3-指示表4-杠桿5-片彈簧6-活動測頭5．齒距偏差在端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差。齒距偏差

在滾齒中，齒距偏差是由機床傳動鏈（主要是分度蝸桿跳動）引起的。所以齒距偏差可以用來反映傳動鏈的短周期誤差或加工中的分度誤差。6．螺旋線波度誤差指寬斜齒輪齒高中部實際齒線波紋的最大波幅，沿齒面法線方向計值。螺旋線波度誤差

螺旋線波度誤差主要是由機床分度蝸桿副和進給絲杠的周期誤差引起的，使齒側(cè)面螺旋線上產(chǎn)生波浪形誤差，是影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要因素。第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

1．齒向誤差2．軸向齒距偏差

3．接觸線誤差三、影響載荷分布均勻性的誤差項目及檢測1．齒向誤差

在分度圓柱面上，尺寬有效部分范圍內(nèi)（端部倒角部分除外），包容實際齒線且距離為最小的兩條設(shè)計齒線之間的端面距離。齒向誤差

齒向誤差主要是由機床刀架導(dǎo)軌傾斜和齒坯端面跳動產(chǎn)生的。它是影響齒輪傳動承載均勻性的重要指標之一，此項誤差大時，將使齒面單位面積承受的負載增大，大大降低齒輪使用壽命。2．接觸線誤差

指在基圓柱的切平面內(nèi)，平行于公稱接觸線并包容實際接觸線的兩條最近的直線間的法向距離。接觸線及其誤差3．軸向齒距偏差誤差

指在與齒輪基準軸線平行而大約通過齒高中部的一條直線上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際距離與公稱距離之差。軸向齒距偏差

軸向齒距誤差影響齒輪齒長方向的接觸長度，并使寬斜齒輪有效接觸齒數(shù)減少，從而影響齒輪承載能力，是齒輪在齒長方向的載荷分布均勻性的評定參數(shù)。第9章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性

四、影響側(cè)隙的評定指標及檢測

側(cè)隙是兩個相嚙合齒輪的工作齒面相接觸時，在兩個非工作齒面之間所形成的間隙。側(cè)隙通常用減薄齒厚的方法來獲取。側(cè)隙不是一個固定值，受到齒輪加工誤差及工作狀態(tài)等因素的影響，在不同的輪齒位置上是變動的。影響側(cè)隙大小和不均勻的主要因素是齒厚。評定側(cè)隙的參數(shù)有齒厚偏差和公法線平均長度偏差。1．齒厚偏差

指分度圓柱面上，齒厚實際值與公稱值之差。為了保證最小側(cè)隙，必須規(guī)定齒厚的最小減薄量，即齒厚上偏差；為了限制側(cè)隙使之不致過大，必須規(guī)定齒厚公差。

齒厚極限偏差分度圓弦齒厚的測量2．公法線平均長度偏差

公法線平均長度偏差是指齒輪一周范圍內(nèi)，公法線長度平均值與公稱值之差。齒輪齒厚的變化必然引起公法線長度的變化，齒輪齒厚減薄時，公法線長度也相應(yīng)減小，反之亦然。因此可用測量公法線長度來代替測量齒厚。思考題1.齒輪的主要參數(shù)有哪些？

2.齒輪的加工方法有哪些？

3.對齒輪傳動有哪些使用要求，影響這些使用要求的誤差有哪些？

4.影響側(cè)隙的評定指標有哪些？

漸開線的形成：當(dāng)一直線n-n沿一個圓的圓周作純滾動時，直線上任一點K的軌跡基圓漸開線AK展角發(fā)生線漸開線的形成齒輪的加工方法成形法展成法11.3齒輪副誤差及其評定指標本節(jié)重點內(nèi)容：

齒輪副的安裝誤差和評定參數(shù)漸開線圓柱齒輪精度等級及應(yīng)用齒輪精度標注11.3齒輪副誤差及其評定指標1.軸線的平行度誤差△fx

、△fy

：2.齒輪副的中心距偏差△fa：實際中心距與公稱中心距之差。即：a’-a=△fa規(guī)定：－fa

≤△fa

≤＋fa

。?應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生哪種情況（哪種情況最危險）？為什么？≤平行度公差fx

、fy

一、齒輪副的安裝誤差二、齒輪副的評定參數(shù)

齒長方向：接觸痕跡的長度b’’（扣除斷開部分的長度c）與工作長度b’（扣除倒角）之比的百分比。即：

齒高方向：接觸痕跡的平均高度h’’與工作高度h’之比的百分比。即：?百分比越大越好還是越小越好？1.接觸斑點：裝配好的齒輪副，在輕微制動下，運轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。2.齒輪副側(cè)隙：分為法向側(cè)隙jn和圓周側(cè)隙jt。

法向側(cè)隙jn：裝配好的齒輪副，當(dāng)工作面接觸時非工作面間的最小距離。

圓周側(cè)隙jt：裝配好的齒輪副，當(dāng)一個齒輪固定時，另一個齒輪的圓周晃動量，以分度圓上弧長計。側(cè)隙關(guān)系：主要限制法向側(cè)隙，法向側(cè)隙在實際應(yīng)用中是用塞尺來測量。二、齒輪副的評定參數(shù)3.齒輪副的切向綜合誤差△Fic’

：4.齒輪副的一齒切向綜合誤差△fic’

：△

Fic’=△

Fi1’+△

Fi2’△

fic’=△

fi1’+△

fi2’二、齒輪副的評定參數(shù)11.4漸開線圓柱齒輪精度標準1、2·····12公差等級高低（新國標增加了0級）？尺寸公差、形位公差和軸承精度等級分別有多少級？?第I公差組第II公差組第III公差組

第I公差組的檢驗組（根據(jù)公差特性進行分類）：一、齒輪精度等級：二、齒輪公差組：三、齒輪檢驗組：注意：齒輪檢驗組

檢測時，先檢驗單項指標；若單項不合格再檢驗綜合指標。1.△Fi’2.△Fp（△Fpk）3.△Fi’’與△Fw4.△Fr與△Fw5.△Fr（10~12級）

第I公差組檢驗組：

第II公差組的檢驗組：1.△fi’5.△fpt與△fpb（9～12級）2.△fi’’與△ff4.△ff與△fpt3.△ff與△fpb6.△fpt或△fpb（10～12級）

第III公差組檢驗組：圓柱齒輪精度

檢驗指標根據(jù)齒輪的應(yīng)用場合和精度等級的不同選擇也不一樣。注意：選擇檢驗指標時，應(yīng)綜合考慮齒輪的使用要求，如齒輪精度、生產(chǎn)批量、尺寸、測量難易、測量成本等。?

注意匹配，第I公差組若選擇△Fi’

、△Fi’’

、△Fp

，則第II檢驗組應(yīng)分別選擇什么指標？齒輪精度等級選擇

標準規(guī)定，第I、II、III公差組的精度等級可以不同，但同一公差組內(nèi)的公差項目或偏差等級必須相同。選擇方法：

首先選擇第II公差組的精度等級（與圓周速度v有關(guān)），按照計算出的v值反查表。四、精度等級的選擇：

一般情況下，第II公差組精度等級＝第III公差組的精度等級。第I公差組的精度等級與齒輪的使用場合、性能等有關(guān)。?測量齒輪（分度齒輪）第I公差組精度比第II、III公差組精度等級應(yīng)該高一級還是低一級？齒輪精度等級選擇?一般應(yīng)用場合如減速箱內(nèi)的齒輪第I公差組精度和第II、III公差組精度等級有何關(guān)系？

如果齒輪轉(zhuǎn)速高，盡管沒有準確性的要求，第I公差組精度等級和第II、III公差組精度等級同級或高一級。（低一級）齒輪副側(cè)隙?側(cè)隙的作用（3個）？獲得側(cè)隙途徑：?

當(dāng)具有標準齒厚的兩個齒輪在標準中心距下安裝時，有沒有側(cè)隙？S加大中心距。中心距不變，減薄齒厚。?減薄一個齒輪的還是兩個都減薄？齒厚偏差符號？S齒輪副側(cè)隙

為獲得最小側(cè)隙，計算齒厚最小、最大減薄量。齒厚上、下偏差Ess、EsiEssEsiTs?為什么要規(guī)定齒厚的最大減薄量？

計算齒厚最小減薄量：1.補償溫升熱變形和正常潤滑所需的最小側(cè)隙量：齒輪副側(cè)隙2.補償安裝和制造誤差引起的側(cè)隙減薄量Jn：3.